NO334682B1 - Fremgangsmåte ved foring av en undersjøisk brønn og tilordnet anordning - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for foring av multilaterale brønner og tilhørende utstyr gir øket diameter i brønnboringer som er boret under en foringsrøravgrener 12. I et beskrevet utførelseseksempel er en foringsrøravgrener 12 plassert i en undersjøisk brønnboring med en minimum begrensning på 4,72 dm (18,565"), idet foringsrøravgreneren 12 er festet til den nedre enden av en 3,40 dm (13-3/8")-foringsrørstreng 18. To 2,16 dm (8-1/2")- boringer 46, 48 går gjennom en nedre ende i foringsrøravgreneren 12. Bare en standardforingsrørstørrelse skippes som følge av den av foringsrøravgreneren 12 dannede brønnboring-overgang.

Description

Fremgangsmåte ved foring av en undersjøisk brønn

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt arbeider som utføres og utstyr som benyttes i forbindelse med brønner, og i en utførelsesform som her beskrevet, med særskilt fremgangsmåter for foring av multilaterale brønner.

Det er velkjent for fagmannen at det er meget vanskelig å tilveiebringe en avtetning mellom foringer (foringer og forlengelsesrør) med store diametere i laterale eller avgre-nede brønnboringer som går ut fra et krysningspunkt mellom den laterale eller avgrene-de brønnboring og en hovedbrønnboring. Dette skyldes at det vanligvis anses fordelaktig å plassere en brønnboring-"overgang" der hvor brønnboringene møtes, for derved å tilveiebringe avtetting for de formasjoner som krysses av brønnboringene, stabilisere brønnboring-krysningen, tilveiebringe muligheter for avtetting og sammenskjøting av foringer som strekker seg inn i brønnboringene, etc. For at overgangen skal kunne installeres i brønnboring-krysset, må den kunne gå gjennom hovedbrønnboringen og må derfor ha en mindre diameter enn hovedbrønnboringen.

Det har vært foreslått flere løsninger på dette problem. En løsning består i å bringe overgangen til sammenfall før den installeres i brønnen, også blåse opp eller på annen ekspandere overgangen etter at den er plassert i brønnboring-krysset. Uheldigvis er det vanskelig å sikre at den ekspanderte overgang har en spesiell ønsket geometri etter eks-panderingen, og den ekspanderte overgang er i seg selv utsatt for faren for sammenfalling som følge av krefter som virker på den i brønnen.

En annen løsning er å forsyne overgangen med et relativt kort siderør. Dette siderøret må være kort, slik at overgangen kan passe inn i hovedbrønnboringen. Et slikt kort side-rør gjør det imidlertid vanskelig å knytte og avtette foringer eller rør til siderøret på en pålitelig måte. Videre betyr det faktum at siderøreet strekker seg sideveis ut fra overgangen at overgangens diameter er underkastet begrensninger (som følge av behovet for transport av overgangen gjennom hovedbrønnboringen), slik at mer enn en standard-foringsstørrelse nå skippes i overgangen til en sideveis eller avgrenet brønnboring sammenlignet med et normalt brønnforingsprogram for normalt trykksatte formasjoner. Dessuten, vil veggtykkelsen til siderøret og i den nye foring i hovedbrønnboringen ta opp plass og begrense innerdiameteren i løpet gjennom dem.

En tredje løsning er å tilveiebringe en overgang ved å feste to eller flere divergerende rør til bunnen av et foringsrør. Denne løsning benytter en orienteringskam- tetningsanordning som går inn i en tetningsboring plassert på toppen av hvert av rørene, og strekker seg tilbake til overflaten for derved å gi adgang til et ønsket rør. Disse rør har en størrelsesbegrensning som følge av divergensen, veggtykkelsen, den forskyvning som skyldes tetningsboringen, og behovet for at innsiden av foringsrøret må omgi tet-ningsboringene fullstendig slik at en orienteringskam-tetningsanordning kan gå inn i tetningsboringen. Flere standard foringsstørrelser må skippes i overgang fra foringen til side- eller avgreningsbrønnboringen sammenlignet med et normalt brønnforingspro-gram for normalt trykksatte formasjoner.

Annen kjent teknikk beskrives i GB2315504 A, GB2330159 A og GB2340152 A.

Det foreligger derfor et behov for en fremgangsmåte for foring av multilaterale brønner, med unngåelse av de foran nevnte problemer. Særlig vil det være fordelaktig å ha en fremgangsmåte for foring av multilaterale brønner hvor det ikke er nødvendig til å begynne med å klappe sammen brønnboring-overgangen og så ekspandere den nede i hul-let. Brønnboring-overgangen har en kjent geometri som eksempelvis egner seg godt for tilkobling av foringer og/eller rør, brønnboring-overgangen krever ikke skipping av mer enn en standard foringsrørstørrelse, og brønnboring-overgangen utnytter hensiktsmessig standard brønnboring- og foringsdimensjoner for oppnåelse av fordeler relativt kjent teknikk.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte for avtetting av forbindelsen med særlig undersjøiske, multilaterale brønner hvor en stor 20" foring benyttes, idet en ny type foringsrøravgrener benyttes som en brønnboring-overgang. Foringsrøravgrene-ren er dimensjonert slik at bare en standard foringsrørtype benyttes for tilveiebringelse av brønnboring-overgangen, samtidig som foringsrøravgreneren hensiktsmessig passer inn i standard hovedbrønnboringer, ikke krever sammenfalling eller ekspandering, og gir gode muligheter for tilkobling og avtetting av foringsrørstrenger.

Ifølge et inventivt aspekt er foringsrøravgreneren dimensjonert slik at den passer inn i

og kan gå gjennom et eksisterende 4,72 dm (18,565") brønnhodeløp og gjennom en 20" overflate-foring. Disse dimensjoner for brønnhodet og foringen er typisk for de kompo-nenter som installeres på havbunnen i forbindelse med undersjøisk produksjon. På denne måten kan foringsrøravgreneren festes til den nedre enden til en ellers standard 3,40 dm (13-3/8")-mellom-foringsrørstreng. Foringsrøravgreneren har i sin nedre ende to 2,16 dm (8-l/2")-boringer, med en lengde tilstrekkelig for forankring og avtetting av etterfølgende foringsrør der, og de to boringer har en felles og mellomliggende vegg-

tykkelse på fortrinnsvis ikke mer enn 0,435". Avgreneren festes til bunnenden av den nevnte 3,40 dm (13-3/8")-foringsrørstreng forden installeres.

Ifølge et annet inventivt aspekt kan brønnboringer bores gjennom en eller flere forbin-delser med foringsrøravgreneren. Fordi bare en standard foringsrørstørrelse skippes når foringsrøravgreneren benyttes, kan et antall standard foringsrørdimensjoner benyttes i de brønnboringer som bores under foringsrøravgreneren. Fordi de nedre boringer i for-ingsrøravgreneren er parallelle, kan de ha en hvilken som helst hensiktsmessig lengde for forankring av foringsrør der. Multippel-foringsrørstrenger i brønnboringene som er boret gjennom foringsrøravgreneren, vil typisk gå teleskopisk i progressivt avtrappede brønnboringsdiametere.

Ifølge et videre inventivt aspekt kan foringsrøravgreneren i sin øvre ende ha en 3,40 dm (13-3/8") gjengekoblingsdel, og kan på den nedre enden ha en 2,44 dm (9-5/8") gjengekoblingsdel. For lokalisering og fastgjøring av de etterfølgende foringsrør kan det i en eller begge av 2,16 dm (8-l/2")-boringene maskineres utsparinger.

Ifølge nok et inventivt aspekt kan adgangen til de individuelle sideboringer oppnås ved hjelp av en tilbøyet rørdel, eller en styring kan anordnes i foringsrøravgreneren. Styringen kan plasseres slik at man får adgang mellom 3,40 dm (13-3/8")-foringskoblingen og en av 2,16 dm (8-l/2")-boringene samtidig som adgang hindres mellom 3,40 dm (13-3/8")-foringskoblingen og den andre boring. En sperre eller styresko kan plasseres på utsiden av styringen, og en tilpasset profil kan maskineres på innsiden av avgreneren, for å lette orienteringen.

Disse og andre trekk, fordeler og hensikter med oppfinnelsen vil gå klart frem for en fagmann ved et studium av den etterfølgende beskrivelse av et representativt utførelses-eksempel av oppfinnelsen.

På tegningene viser figur 1 et skjematisk riss for klargjøring av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, og

figur 2 viser et snitt gjennom en foringsrøravgrener som benyttes i fremgangsmåten i figur 1, mens

figur 3 viser en styring som kan monteres i foringsrøravgreneren i figur 2.

I figur 1 er det skissert en fremgangsmåte 10 ifølge oppfinnelsen. I den etterfølgende beskrivelse av fremgangsmåten 10 og annet utstyr og fremgangsmåter, benyttes det ret- ningsbestemmelser så som "over", "under", "øvre", "nedre", etc. Slike betegnelser benyttes bare av hensiktsmessige årsaker og det skal være underforstått at de ulike utførel-ser av oppfinnelsen kan benyttes i forskjellige orienteringer, så som skrå, omvendt, ho-risontal, vertikal etc. og andre mulige tilstander, uten at man derved går utenfor oppfinnelsen.

I fremgangsmåten 10 benyttes det på en fordelaktig måte standard brønnboring- og for-ingsrørdimensjoner for tilveiebringelse av en brønnboring-overgang med hittil ukjente egenskaper. Særlig gjelder at en foringsrøravgrener 12 er plassert i en nominell 22"-brønnboring 14. Denne brønnboring er underrømmet under en 20"-foringsrørstreng i et typisk foringsprogram, eksempelvis den i figur 1 viste 20"-foringsrørstreng 16. Kompo-nentene i denne foringsrørstreng i en undersjøisk brønn gir vanligvis passasje for utstyr opp til 4,72 dm (18,565") i diameter. Særlig gjelder at et brønnhode 17 i et slikt bore-program typisk har en minste Løpsåpning på 4,72 dm (18,565").

Man har ifølge oppfinnelsen oppdaget at ved å utforme foringsrøravgreneren 12 slik at den passer inn i 4,72 dm (18,565")-begrensningen, vil den kunne kobles til en 3,40 dm (13-3/8")-foirngsrørstreng 18 på toppen og kan ha to foringsrør 20, 22 tilknyttet bunnen og ragende ut fra to 2,16 dm (8-l/2")-boringer som er utformet i foringsrøravgreneren og har en felles veggtykkelse, slik at bare en standard foringsrørstørrelse behøves for tilveiebringelse av brønnboring-overgangen. Dette er en betydelig fordel sammenlignet med tidligere kjente brønnboring-overgangmetoder.

Muligheten for innpassing av foringsrøravgreneren 12 i en 4,72 dm (18,565")-diameterbegrenset brønnboring 14 fremmes ved å sørge for at de nedre foringsrør 20,22 går innbyrdes parallelt til å begynne med ned fra foringsrøravgreneren. På denne måten er det ikke nødvendig å ha et grenrør som går sideveis ut fra foringsrøravgreneren 12, eller at foringsrørene 20,22 skal divergere innbyrdes til å begynne med, noe som even-tuelt ville kreve en større ikke-standard brønnboringsstørrelse eller en reduksjon i for-ingsrørstørrelsen. I tillegg muliggjør bruken av foringsrørkoblingen i den nedre ende av en av de nedre boringer i foringsavgreneren 12 at en foringsrørstreng, så som en 2,44 dm (9-5/8") foringsrørstreng kan installeres i brønnen under foringsrøravgreneren om så ønskes. Tetningshengere (ikke vist) benyttes for å knytte en eller begge foringsrør 20, 22 til foringsrøravgreneren.

Ifølge fremgangsmåten 10 blir foringsrøravgreneren 12 forbundet med den nedre enden av en 3,40 dm (13-3/8")-mellomforingsrørstreng 18 og blir med denne plassert i den underrømmede brønnboring 14 som er utboret under overflate-foringsrørstrengen 16, som har dimensjonen 20". På dette tidspunkt kan en foringsrørstreng 20 allerede være forbundet med foringsrøravgrenerens 12 nedre ende (eksempelvis ved bruk av den der anordnede gjengekobling), eller foringsrørstrengene kan kobles til senere ved hjelp av konvensjonelle hengere etc.

Dersom foringsrøravgreneren 12 kjøres ned uten de nedre foringsrør 20, 22, kan semen-teringsutstyr, så som en flottørsko, etc, installeres i foringsrøravgrenerens nedre ende. Foringsrøravgreneren 12 sementeres da i brønnboringen 14 sammen med resten av 3,40 dm (13-3/8")-foringsrørstrengen 18. Foringsrørstrengene 20,22 installeres så i brønnbo-ringene 24, 26 som bores gjennom foringsrøravgrenerens 12 nedre ende. Dersom den nedre foringsrørstreng 20 er forbundet med foringsrøravgreneren 12 under den begyn-nende installering i brønnboringen 14, kan også foringsrørstrengen 20 sementeres i brønnboringen 14 sammen med foringsrøravgreneren.

Som vist i figur 1 er foringsrørstrengene 20, 22 installert i brønnboringene 24, 26 som er boret gjennom foringsrøravgrenerens 12 nedre ende. En eller begge brønnboringer 24, 26 kan avvike fra vertikalen, slik det eksempelvis er vist for brønnboringen 26 i figur 1. Andre med mindre diameter utførte brønnboringer 28, 30 kan bores under foringsrørs-trengene 20, 22, og foringsrør 32, 34 eller andre foringsrørstrenger kan installeres i brønnboringene. På denne måten kan progressivt stadig mindre brønnboringer bores under foringsrørstrengene 20, 22, idet ekstra foringsrørstrenger føres teleskopisk inn i disse brønnboringer.

Figur 1 viser foringsrøret 32 i brønnboringen 28, som krysser en formasjon eller sone 36, og foringsrøret 34 i brønnboringen 30, som krysser samme eller en annen formasjon eller sone 38. Bruken av foringsrøravgreneren 12 ifølge fremgangsmåten 10 gir en sta-bil, sikker, sammenfallingsmotstandsdyktig, avtettet og med stor diameter foreliggende overgang for produksjon fra, eller injisering i hver av sonene 36, 38. Dette resultat oppnås med bruk av standard brønnboringsdimensjoner og standard foringsrørdimensjoner, idet bare en standard foringsrørdimensjon skippes ved tilveiebringelsen av overgangen mellom de tre brønnboringer 14, 24, 26.

Fremgangsmåten 10 i figur 1 er vist og omtalt som en undersjøisk brønn, men naturligvis kan også landbrønner trekke nytte av oppfinnelsen. Selv om de nedre foringsrørs-trenger 20,22 fortrinnsvis er standard 7 eller 7-5/8" foringsrørstrenger, slik det er beskrevet foran, kan naturligvis andre dimensjoner for foringsrør eller foringsrørstrenger benyttes, uten at man derved går utenom oppfinnelsen. Eksempelvis kan i noen tilfeller foringsrørstrenger med mindre diameter benyttes dersom de installeres gjennom for-ingsrøravgreneren 12.

Figur 2 viser et snitt gjennom en foringsrøravgrener 12 ifølge oppfinnelsen. Forings-røravgreneren 12 innbefatter et sylinderisk hus 40 med en ytterdiameter som er noe mindre enn innerdiameteren i et nominelt 4,72 dm (18,565") brønnhode. På toppen av huset 40 er det en standard 3,40 dm (13-3/8") gjengekoblingsdel 42, og huset har en gjennomgående hovedboring 44.

To parallelle 2,16 dm (8-l/2")-diameter boringer 46,48 strekker seg opp fra bunnen av huset 40. Boringene 46, 48 har fordelaktig en felles vegg 52 med en tykkelse på ikke mer enn 0,1 ldm (0,435"). En gjengekoblingsdel 50 kan være anordnet som nevnt foran, når man ønsker å koble en foringsstreng til bunnen av foringsrøravgreneren 12 før installering.

Dersom foringsrørstrengene forbindes med foringsrøravgreneren 12 etter at den er installert i brønnen, kan hengere eller andre innretninger benyttes for opphenging av for-ingsrørstrengene i boringene 46, 48, uten bruk av gjengeforbindelser. En særlig fordel med parallellarrangementet av boringene 46,48 er at boringene kan gjøres så lange som behovet tilsier for tilveiebringelse av en sikker og adekvat avtettet forbindelse mellom foringsrøravgreneren og foringsrørstrengene. I den ene eller begge av boringene 46, 48 kan det maskineres ut utsparinger 53 for derved å lette lokaliseringen og fastgjøringen av foringsrørene. Profiler 55, 57 for bæring av foringsrørstrengene, kan være utformet i boringene 46,48.

For tilveiebringelse av en overgang mellom boringen 44 og hver av boringene 46, 48, er det i huset 40 utformet ytterligere boringer 54, 56. Boringen 54 strekker seg mellom en senterlinje av boringen 44 og en senterlinje av boringen 46. Boringen 56 strekker seg mellom boringens 44 senterlinje og boringens 48 senterlinje. Disse boringer 54, 56 mu-liggjør føring av verktøy, utstyr etc. på en hensiktsmessig måte ned gjennom huset 40, mellom de tilknyttede foringer og foringsrørstrenger.

Det skal bemerkes at boringene 54, 56 ikke er absolutt nødvendige, eksempelvis dersom boringene 46,48 skjærer boringen 44, slik det er vist i figur 2. Tilsvarende er det heller ikke nødvendig at boringene 46,48 skjærer boringen 44.

Figur 3 viser en styring 35 som kan benyttes i forbindelse med foringsrøravgreneren 12. Styringen 58 innbefatter et sylinderisk hus 60 hvis ytterdiameter er slik at styringen kan installeres i boringen 44 i huset 40.

En skrå boring 62 er utformet i huset 60. Boringen 62 er sentrert i huset 60 ved toppen, men er forskjøvet relativt senteret ved bunnen. Når styringen 58 er montert i husets 40 boring 44 vil boringen 62 flukte med boringen 44 i toppen og vil være i flukt med en av boringene 54, 56 ved bunnen.

Når styringen 58 monteres i huset 40, orienteres den slik at dens boring 62 er rota-sjonsmessig i flukt med en av boringene 54, 56. Den utvalgte boring 54 eller 56 vil sammen med boringen 62 danne en føringsstrekning mellom boringen 44 og den kor-responderende, valgte ene boring 46 eller 48. Styringen 48 muliggjør dermed adgang mellom foringsrørstrengen tilkoblet på toppen av foringsrøravgreneren 12 og en valgt av foringene eller foringsrørstrengene som er tilknyttet foringsrøravgrenerens bunn. En konvensjonell sperre eller styresko kan være plassert på utsiden av styringen 58, og en tilpasset profil kan være maskineri ut på innsiden av huset 40, for lettelse av orienteringen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved foring av en undersjøisk brønn,karakterisert vedat det tilformes to ca. 2.16 dm (8-l/2")-boringer (46, 48) i en nedre ende av en foringsrøravgrener (12), hvilke 2.16 dm (8-l/2")-boringer har en felles vegg (52); at foringsrøravgreneren (12) monteres på den nedre enden til en 3.40 dm( 13-3/8") foringsrørstreng (18), og at denne 3.40 dm (13-3/8") foringsrørstreng (18) plasseres i en første brønnboring i den undersjø-iske brønn.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat i plasseringstrinnet blir en 2.44 dm (9-5/8") foringsrørstreng (20) forbundet med den ene av boringene (46,48) i forings-røravgrenerens (12) nedre ende.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat en eller flere 1.78 dm(7") og 1.94 dm(7-5/8") foringsrørstrenger( 20, 22) henges opp i foringsrøravgrenerens (12) nedre ende etter posisjoneringstrinnet.

4. Foringsrøravgrener-anordning,karakterisert vedat den innbefatter et avlangt hus (40) som har en øvre ende og en nedre ende, hvilken øvre ende har en 3.40 dm (13-3/8")-foringsrørforbindelse (42), idet den nedre ende har første og andre 2.16 dm (2.16 dm (8-l/2")-diameterboringer (46,48) utformet deri.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedat den første og andre boring (46, 48) er innbyrdes parallelle.

6. Foringsrøravgrener-system,karakterisert vedat det innbefatter en foringsrøravgrener (12) plassert i en brønnboring, hvilken foringsrøravgrener (12) med sin øvre ende er tilknyttet en 3.40 dm (13-3/8")-foringsrørstreng (18) og ved sin nedre ende har to ca.

2.16 dm (8-l/2")-boringer (46,48) som strekker seg inn i fra den nevnte nedre ende, idet disse to 2.16 dm (8-1/2")-boringer (46, 48) er innbyrdes parallelle i foringsrøravgreneren (12).

7. System ifølge krav 6,karakterisert vedat en 2.44 dm (9-5/8") foringsrørstreng( 20) er gjengeforbundet (50) ved den nedre enden av en av 2.16 dm (8-l/2")-boringene (46, 48).